Físicos que cambiaron el mundo

Físicos que cambiaron el mundo

La actividad de estos excelentes físicos ejerció una gran influencia sobre el desarrollo de las ciencias físicas.

Física

Palabras clave

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Extras relacionados

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Físicos

  • Arquímedes
  • Isaac Newton
  • Michael Faraday
  • James Clerk Maxwell
  • Nikola Tesla
  • Max Karl Ernst Ludwig Planck
  • Maria Skłodowska-Curie
  • Ernest Rutherford
  • Albert Einstein
  • Werner Karl Heisenberg

Arquímedes

Arquímedes, el polímata griego es considerado uno de los matemáticos más brillantes de los tiempos antiguos. De modo similar a los científicos contemporáneos, se interesó profundamente por las matemáticas, la física, la astronomía y la filosofía.

Arquímedes hizo sus descubrimientos de mayor relevancia en el campo de la geometría. Él demostró que la razón entre el perímetro y el diámetro de una circunferencia es igual a la razón entre el área del círculo y su radio al cuadrado. También inventó un método para la aproximación de esta razón que más tarde fue nombrada Pi (π).

Además, demostró que la razón entre el área de superficie y el volumen de la esfera es igual a la razón entre el área de superficie y el volumen del cilindro recto. Él determinó que la razón entre el volumen del cilindro y el de la esfera inscrita es de 3:2. (Arquímedes incluso pidió que se tallaran sobre su tumba las figuras de estos dos cuerpos.)

Arquímedes introdujo el concepto de la densidad en la física. Según la leyenda, descubrió el llamado principio de Arquímedes mientras se bañaba. Según este principio, si un cuerpo se encuentra sumergido en un fluido, se genera un empuje hidrostático sobre él igual al peso del fluido desalojado por el cuerpo.

Arquímedes probablemente fue el mejor físico matemático de su época. Estableció los fundamentos de la estática, que es una rama de la mecánica que estudia las propiedades de los sistemas físicos y las fuerzas que operan sobre los cuerpos en reposo. Él fue el primero en explicar el principio de la palanca; introdujo el concepto del centro de gravedad y lo definió en el caso de varias figuras geométricas.

Se le atribuye la invención de varias máquinas innovadoras, como la bomba de tornillo (hoy en día conocida como el tornillo de Arquímedes) y el sistema de poleas. Durante la Segunda Guerra Púnica construyó ingeniosas invenciones para defender su ciudad contra el asedio romano. Por desgracia, Arquímedes perdió la vida durante el sitio de Siracusa.

Isaac Newton

Sir Isaac Newton fue un físico Inglés y filósofo que, al formular el cálculo diferencial e integral, sentó las bases del cálculo. Estudió la óptica y la naturaleza de la luz, desarrolló un tipo de telescopio que más tarde fue nombrado por él, formuló la ley de la gravedad y sentó las bases de la mecánica.

Según la primera ley de Newton, un cuerpo mantiene su estado de movimiento a menos que una fuerza externa actúe sobre ello. Esta ley es contraria a la teoría errónea que se remonta a Aristóteles, según la cual una fuerza es imprescindible para poner un cuerpo en movimiento. De hecho, la fuerza es necesaria no para mantener el movimiento uniforme de un cuerpo, sino para cambiar su estado de movimiento. Un cuerpo en caída libre se acelera por la influencia de la gravedad. Sin embargo, un cuerpo que se desliza, se ralentiza debido a la fricción.

La segunda ley de Newton establece que la aceleración del cuerpo es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre el cuerpo; el factor proporcional es la masa. Esto significa que es más difícil cambiar el estado de movimiento de los cuerpos más pesados: la masa es la medida de la inercia.

La tercera ley de Newton es la ley de acción-reacción. Según ésta, dos cuerpos que interactúan, actúan uno sobre el otro con igual intensidad y de sentido contrario.

La ley de la gravitación universal de Newton afirma que dos cuerpos se atraen entre sí. La fuerza gravitacional es directamente proporcional a la masa de los cuerpos. Newton suponía que la misma fuerza, es decir, la gravedad, que actúa sobre los cuerpos terrestres, también controla el movimiento planetario. De esta manera, Newton unificó la mecánica celeste y terrenal.

La unidad SI de fuerza lleva el nombre de Newton. Incluso hoy en día se le considera como uno de los físicos y matemáticos más influyentes, así como uno de los fundadores de la ciencia moderna.

Michael Faraday

El físico y químico británico Michael Faraday fue uno de los científicos más destacados de la historia de la ciencia y fue considerado uno de los mayores experimentadores en el terreno de las ciencias naturales. Principalmente se dedicó a la investigación de la electricidad y contribuyó mucho al desarrollo de las áreas del electromagnetismo y la electroquímica.

En 1831 descubrió el fenómeno de la inducción electromagnética, con otras palabras, la producción de corrientes eléctricas en un conductor que interacciona con un campo magnético. Faraday describió este fenómeno en su ley de la inducción. Las dinamos, los generadores y transformadores también funcionan según este principio.

Él se dio cuenta de que las cargas eléctricas estaban presentes solo en la superficie externa del conductor sin afectar a su interior. Utilizó una malla metálica para formar un espacio protegido en que el campo eléctrico no era capaz de penetrar (jaula de Faraday).

Más tarde se involucró en el estudio de la interacción entre el campo magnético y la luz. Demostró que el campo magnético puede hacer rotar el plano de polarización de la luz (efecto Faraday).

Durante su trabajo en el campo de la química, descubrió el benceno e inventó una de las versiones tempranas del mechero de Bunsen. Según sus investigaciones electroquímicas, formuló las leyes de la electrólisis (leyes de Faraday).

Faraday dio su nombre a la unidad SI de la capacidad, a la jaula Faraday y a un recipiente metálico capaz de capturar partículas cargadas en el vacío, llamado la copa de Faraday, entre otros.

James Clerk Maxwell

James Clerk Maxwell logró grandes resultados en sus investigaciones en varios terrenos dentro del campo de la física. Hizo grandes observaciones relacionadas con la electricidad, el magnetismo, la óptica y los gases.
Se le atribuye el desarrollo de la teoría electromagnética clásica.
Y además, demostró que la electricidad y el magnetismo son dos manifestaciones del mismo fenómeno.

Maxwell explicó que los campos eléctrico y magnético se propagan en el espacio en forma de ondas y además supuso que la luz es también una forma de radiación electromagnética, es decir, que en el fondo este fenómeno óptico está relacionado con el campo electromagnético.

Realizó la mayoría de sus investigaciones en el campo de la electricidad. Reunió un conjunto de ecuaciones, anteriormente formuladas por otros científicos, que describen las propiedades de los campos electromagnéticos y su interacción con la materia (ecuaciones de Maxwell).

Maxwell también tuvo un papel importante en la creación de la teoría cinética de los gases. Esta teoría se basa en la idea de Daniel Bernoulli según la cual los gases se componen de un gran número de partículas pequeñas parecidas a bolas y las propiedades macroscópicas de los gases surgen del movimiento de estas “bolas” (átomos y moléculas). Con sus investigaciones Maxwell hizo una contribución significativa al desarrollo de esta teoría.

Maxwell también llevó a cabo investigaciones innovadoras relacionadas con la óptica y la visión en color. Descubrió que se podían realizar fotografías en color utilizando filtros de color azul, verde y rojo. Sus descubrimientos allanaron el camino para la invención de la radio, el radar y el televisor. Maxwell también fue uno de los primeros físicos en contribuir significativamente al desarrollo de la teoría de la relatividad y la mecánica cuántica. Maxwell es considerado por muchos el científico del siglo XIX con el mayor impacto en la física del siglo XX.

En una encuesta, Maxwell fue elegido el tercer físico más importante del milenio. Dio su nombre a la unidad CGS del flujo magnético y a una montaña en la superficie del planeta Venus.

Nikola Tesla

Nikola Tesla fue uno de los científicos más significativos de la historia de la ciencia y es considerado uno de los inventores más prolíficos de todos los tiempos. El científico estadounidense de origen serbio inicialmente trabajó en Europa, pero luego pasó sus mejores años como inventor en los EE. UU. Tesla principalmente trabajaba en el campo de la electrotecnia y fue sin duda una de las figuras más geniales de la Segunda Revolución Industrial.

Alrededor de 1891 Tesla inventó las primeras bobinas, que ahora se conocen como bobinas de Tesla. Estas bobinas contienen por lo menos dos núcleos de aire y producen corrientes de alto voltaje a alta frecuencia. La novedad de esta invención consistía en que Tesla utilizó el fenómeno de la resonancia eléctrica en la práctica e hizo todo eso con la ayuda de núcleos de aire. A diferencia del transformador, en este sistema tanto el circuito primario como el secundario son resonantes a la misma frecuencia. Más tarde, su invento se convirtió en el componente esencial de numerosos dispositivos.

El motor de corriente alterna es uno de los inventos más importantes y famosos de Tesla. En 1883, Tesla construyó el prototipo de su motor en Francia y en 1888, patentó su idea del campo magnético rotatorio en los EE. UU.

Entre Nikola Tesla y su anterior empleador, Thomas Edison se entabló la “guerra de las corrientes”. Tesla era partidario de la corriente alterna y Edison, de la continua. No solo sus demostraciones contemporáneas, sino también la historia le dio razón a Tesla. Hoy, hay numerosos dispositivos que utilizan el mismo principio que su motor AC.

Muchas de sus ideas e inventos se adelantaron a su tiempo y muchas todavía están presentes en alguna forma en los dispositivos que usamos hoy en día. Tesla describió la turbina como su invento más importante. Su turbina sin aspas consistía en discos situados paralelamente y su funcionamiento se basó en la fuerza centrípeta y el fenómeno de flujo.

Tesla dio nombre a las bobinas de Tesla, a la unidad SI de la inducción magnética y también a la compañía Tesla Motors.

Max Karl Ernst Ludwig Planck

El físico alemán Max Planck es considerado uno de los pioneros de la mecánica cuántica. Él y Albert Einstein proporcionaron una base teórica para la física moderna.

Planck pertenecía a una familia intelectual y mostró interés por la física teórica a una edad relativamente temprana. Fue entre los primeros físicos en reconocer la importancia de la teoría de la relatividad especial, publicada en 1905 por Einstein, y también jugó un importante papel a la hora de extender esta teoría. Su área de investigación más importante fue la mecánica cuántica que trata los fenómenos físicos a una escala nanoscópica.

Planck realizó investigaciones con respecto a la radiación del cuerpo negro. Después de revisar y desarrollar los resultados anteriores referentes a la radiación térmica de los cuerpos negros, propuso la ley de la radiación, que recibió su nombre. En la fórmula de la ley de Planck figuran la constante de Boltzmann, introducida por él mismo, y la constante de Planck, a la que se le dio su nombre. En 1900 introdujo la cuantización de la energía. (Un cuanto es la cantidad mínima que puede tomar una magnitud física.) En 1918 le fue concedido el Premio Nobel de Física, en reconocimiento a su trabajo en la teoría cuántica y sus efectos positivos en el avance de la física.

Entre otras cosas se le dio su nombre a una serie de unidades naturales (unidades de Planck) y a una organización de investigación alemana, llamada la Sociedad Max Planck.

Maria Skłodowska-Curie

Maria Salomea Skłodowska, la mujer más famosa de la historia de la ciencia nació en 1867 en Varsovia. Desde 1891, cursó estudios en La Sorbona, en París, en el terreno de las matemáticas, la física y la química. Y también en esta ciudad conoció a su esposo, Pierre Curie.

Primero, la pareja se dedicó a investigar el magnetismo, pero más tarde los Curie mostraron interés por la radiactividad, fenómeno en aquel entonces recién descubierto por Henri Becquerel.

Gracias a un largo y arduo trabajo, procesando varias toneladas de pechblenda, por fin, lograron aislar dos nuevos elementos radiactivos: el radio y el polonio. El primero recibió su nombre del latín radius (rayo), y el otro fue nombrado en honor a Polonia, la tierra natal de Marie Curie.

En 1903, Marie Curie se convirtió en la primera mujer en Francia en recibir el doctorado. En el mismo año, Marie y Pierre Curie recibieron el Premio Nobel de Física compartido con Becquerel “en reconocimiento por los extraordinarios servicios rendidos en sus investigaciones conjuntas sobre los fenómenos de la radiación descubiertos por Henri Becquerel”.

En 1991, Marie Curie fue galardonada con su segundo Premio Nobel, esta vez de Química, “en reconocimiento por sus servicios en el avance de la química por el descubrimiento de los elementos radio y polonio, el aislamiento del radio y el estudio de la naturaleza y compuestos de este elemento”. Por lo tanto, ella se convirtió en el primer científico en recibir dos Premios Nobel.

Ernest Rutherford

El científico neozelandés Ernest Rutherford fue uno de los mayores físicos experimentales del siglo XX. Su trabajo se centró principalmente en la radiactividad, la física atómica y nuclear.

En medio de sus estudios sobre la radiación X pudo diferenciar los rayos radiactivos y los rayos X. Definió la radiación alfa y los rayos beta, que constan de electrones, durante la desintegración radiactiva del uranio. En 1900, junto con Robert Bowie Owens descubrieron que la radiactividad decrece exponencialmente en función del tiempo. En 1902, junto con Frederick Soddy descubrieron que los elementos radiactivos se transforman en otros elementos durante la desintegración radiactiva, y se forman cadenas de desintegración radiactivas, y también introdujeron el concepto de la vida media.

Rutherford también estudió la dispersión de las partículas alfa por láminas finas de metal y basándose en sus observaciones formuló en 1911 el modelo atómico de Rutherford y creó la fórmula de dispersión. Según los resultados de sus investigaciones creó un modelo atómico, llamado modelo planetario, en el que los electrones giran en torno al núcleo atómico situado en el centro del átomo.
El descubrimiento de Rutherford marcó el inicio de un nuevo período, el de la física nuclear. En 1919, al bombardear átomos de nitrógeno con partículas alfa se convirtió en la primera persona en observar una transmutación nuclear artificial. En el mismo año demostró que el núcleo de hidrógeno estaba presente en otros núcleos, y con eso prácticamente descubrió el protón. Rutherford también predijo la existencia de otra partícula, el neutrón.

Como químico, descubrió el gas radón y varios isótopos radiactivos del radio, el polonio y el bismuto. En 1908 fue galardonado con el Premio Nobel de Química por sus investigaciones sobre la desintegración de los elementos y la química de las sustancias radiactivas.

Albert Einstein

Albert Einstein (1879-1955) fue un físico de origen alemán, se considera uno de los físicos más importantes del siglo XX. Desarrolló la teoría de la relatividad especial, que revolucionó nuestra comprensión sobre el espacio y tiempo. Según esta teoría, la velocidad de la luz es constante para todos los observadores, 300 000 km/s, independientemente de si el observador está en movimiento o en reposo con respecto a la fuente de luz. Según la teoría de la relatividad especial, la velocidad de la luz es un límite de velocidad cósmica, que los cuerpos móviles no pueden superar. Si un cuerpo se aproxima a la velocidad de la luz, el tiempo se ralentiza, la masa del cuerpo aumenta y el cuerpo se vuelve más corto. Si dos observadores se mueven uno respecto al otro con movimiento uniforme, cada uno de ellos se considera que está en reposo: el movimiento es relativo, por lo tanto, teniendo en cuenta que la velocidad de la luz es constante, se puede inferir que la distancia, la masa y el tiempo también son relativos. Por ejemplo, si dos observadores se mueven uno respecto al otro con movimiento uniforme, ambos se dará cuenta de que el reloj del otro se ralentiza. Estos efectos relativistas son significativos sólo a velocidades muy altas, en cuanto a las velocidades con las que encontramos en la vida cotidiana estos efectos generalmente no son importantes. Sin embargo, en la tecnología, su aplicación es a menudo necesaria. Una de las consecuencias de la teoría de la relatividad especial es la famosa ecuación de Einstein E = mc², según la cual la masa y la energía son interconvertibles. Este principio se utiliza en las centrales nucleares o bombas atómicas.

La teoría de la relatividad general proporciona una explicación de la gravedad. Según esta teoría, los cuerpos distorsionan el espacio-tiempo debido a su masa; esta distorsión determina la ruta de los cuerpos que se mueven en el campo gravitatorio.

Además de elaborar las dos teorías de la relatividad, Einstein logró también otros resultados científicos importantes. Entre otras cosas, al estudiar el movimiento browniano, Einstein demostró la estructura atómica de la materia. Además, al explicar el efecto fotoeléctrico, demostró la naturaleza corpuscular de la luz y la presencia de fotones, por el que fue galardonado con el Premio Nobel.

Werner Karl Heisenberg

El trabajo y los importantes descubrimientos teóricos del físico teórico alemán Werner Heisenberg ejercieron una enorme influencia en la física del siglo XX.
Sus principales áreas de investigación se centraron en la teoría de campos, la física nuclear, la física de partículas y en la radiación cósmica. Sin embargo, se dio a conocer por ser uno de los pioneros de la mecánica cuántica.

En 1925 publicó el estudio revolucionario con el que estableció los fundamentos de la mecánica cuántica. En él utilizó la mecánica de las matrices para la describir los fenómenos cuánticos en lugar de utilizar la mecánica clásica de Newton. Dos años más tarde, introdujo el principio de incertidumbre, según el cual no es posible medir simultáneamente de forma precisa determinados pares de propiedades físicas de una partícula, conocidos como variables complementarias.
P. ej. cuanto más precisa sea la determinación de la posición de la partícula, menos precisa será la de su moméntum. Más tarde, formuló la teoría cuántica del ferromagnetismo y la de la electrodinámica cuántica. En 1932, propuso su teoría sobre el modelo de núcleo protón-neutrón. En el mismo año fue galardonado con el Premio Nobel de Física por la creación de la mecánica cuántica.

Se quedó en Alemania tras la toma del poder por los nazis y trabajó como miembro del proyecto de energía nuclear alemán durante la Segunda Guerra Mundial.

Animación

  • Arquímedes
  • Isaac Newton
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  • James Clerk Maxwell
  • Nikola Tesla
  • Max Karl Ernst Ludwig Planck
  • Maria Skłodowska-Curie
  • Ernest Rutherford
  • Albert Einstein
  • Werner Karl Heisenberg

Narración

Arquímedes, el polímata griego es considerado uno de los matemáticos más brillantes de los tiempos antiguos. De modo similar a los científicos contemporáneos, se interesó profundamente por las matemáticas, la física, la astronomía y la filosofía. Arquímedes probablemente fue el mejor físico matemático de su época.

Sir Isaac Newton fue un físico inglés y filósofo que, al formular el cálculo diferencial e integral, sentó las bases del cálculo. Estudió la óptica y la naturaleza de la luz, desarrolló un tipo de telescopio que más tarde fue nombrado por él, formuló la ley de la gravedad y sentó las bases de la mecánica. Incluso hoy en día se le considera como uno de los físicos y matemáticos más influyentes, así como uno de los fundadores de la ciencia moderna.

El físico y químico británico Michael Faraday fue uno de los científicos más destacados de la historia de la ciencia y fue considerado uno de los mayores experimentadores en el terreno de las ciencias naturales. Principalmente se dedicó a la investigación de la electricidad y contribuyó mucho al desarrollo de las áreas del electromagnetismo y la electroquímica.

James Clerk Maxwell logró grandes resultados en sus investigaciones en varios terrenos dentro del campo de la física. Se le atribuye el desarrollo de la teoría electromagnética clásica.

El científico estadounidense de origen serbio, Nikola Tesla fue uno de los científicos más significativos de la historia de la ciencia y es considerado uno de los inventores más prolíficos de todos los tiempos. Tesla principalmente trabajaba en el campo de la electrotecnia y fue sin duda una de las figuras más geniales de la Segunda Revolución Industrial. Muchas de sus ideas e inventos se adelantaron a su tiempo y muchas todavía están presentes en alguna forma en los dispositivos que usamos hoy en día.

El físico alemán Max Planck es considerado uno de los pioneros de la mecánica cuántica. Él y Albert Einstein proporcionaron una base teórica para la física moderna.

Marie Curie es la mujer más famosa de la historia de la ciencia. Ella fue el primer científico en recibir dos Premios Nobel. Marie Curie y su esposo Pierre Curie obtuvieron resultados pioneros en la investigación de la radiactividad.

El científico neozelandés Ernest Rutherford fue uno de los mayores físicos experimentales del siglo XX. Su trabajo se centró principalmente en la radiactividad, la física atómica y nuclear. Su descubrimiento relacionado con el núcleo atómico marcó el inicio de un nuevo período.

Albert Einstein fue un físico de origen alemán, se considera uno de los físicos más importantes del siglo XX. Desarrolló la teoría de la relatividad especial, que revolucionó nuestra comprensión sobre el espacio y tiempo. Además de elaborar la teoría de la relatividad especial, Einstein logró también numerosos otros resultados científicos importantes.

El trabajo y los importantes descubrimientos teóricos del físico teórico alemán Werner Heisenberg ejercieron una enorme influencia en la física del siglo XX. Sus principales áreas de investigación se centraron en la teoría de campos, la física nuclear, la física de partículas y en la radiación cósmica. Sin embargo, se dio a conocer principalmente por ser uno de los pioneros de la mecánica cuántica.

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